Antimateria

     Le recuerdo al lector profano, quizá confundido con los nuevos calificativos de la materia y de la energía, que probablemente existan la energía y la materia oscuras, aunque aún se ignore en qué consistan; sepa que podrá fabricar antimateria en un laboratorio o discutir sobre la realidad de la energía negativa; desconfíe, en cambio, de quien pontifique sobre la materia negativa o la antienergía, ambas carecen de significado.

     Fijémonos en la antimateria. Los científicos saben que todos los objetos materiales están formados por partículas; y también han observado que, por cada partícula de materia ordinaria, existe otra que tiene la misma masa y carga eléctrica opuesta. Dejemos volar la imaginación: estas nuevas partículas -que calificamos como antimateria- podrían unirse y formar átomos (antiátomos), que a su vez constituirían antiplanetas, antiestrellas, antigalaxias, quizá hasta antipersonas. Volvamos a la realidad de nuevo; los físicos han comprobado que cuando las partículas chocan con las antipartículas, ambas se aniquilan totalmente y en su lugar aparecen rayos gamma, que constituyen la forma más energética de la luz. Y otra vez recurrimos a la imaginación: si fuera posible que una persona se diese un abrazo con una antipersona se produciría una explosión equivalente a mil detonaciones de bombas nucleares de un megatón, suficiente cada una de ellas para destruir una ciudad.

     El lector inteligente probablemente se preguntará si existe antimateria en el universo. Los datos apuntan a que no: los observatorios astronómicos que detectan rayos cósmicos –partículas precedentes de las estrellas y galaxias- han hallado muy pocos antiprotones y antielectrones, y ninguna antipartícula pesada. Parece que el universo está formado casi exclusivamente por materia. Y nadie sabe a que se debe esta incómoda asimetría.

     Tanto se afanaron los astrónomos en buscar antimateria por todo el universo que al final la fueron a encontrar -en minúsculas cantidades- en el sitio menos esperado: en 2011, Michael Briggs detectó chorros de antimateria… en la Tierra. ¿Su origen? Los científicos sospechan que los quinientos destellos de rayos gamma terrestres, producidos diariamente en la atmósfera, son generados en la parte superior de las tormentas; si las condiciones son adecuadas intensos campos eléctricos desencadenan un ascenso de electrones, que alcanzan velocidades cercanas a la de la luz, y despiden rayos gamma cuando interaccionan con las moléculas del aire; rayos gamma que se transforman en electrones y positrones, que son expulsados fuera de la atmósfera. Antimateria encima de las tormentas. ¡Quién lo iba a decir!

Insecticidas

Escarabajos, mosquitos y orugas causan daños a las cosechas y transmiten enfermedades; al lector ingenuo no le extrañará, por tanto, que más de la mitad de los plaguicidas sean insecticidas. Espoleados por las demandas de los agricultores y de los médicos, los químicos han descubierto una gran variedad insecticidas: los organoclorados (DDT, endrin, lindano) son venenosos, permanecen años en el ambiente antes de ser destruidos y se acumulan en los seres vivos; los organofosforados (malation, paration) son muy venenosos, tanto como el arsénico o el cianuro, pero aventajan a los anteriores en que se degradan en días y no se acumulan en el cuerpo; debido a ello su uso en agricultura ha aumentado enormemente después de la prohibición de los organoclorados. Los carbamatos (carbaril y propoxur, de nombres comerciales servin o Baygon) son poco tóxicos y poco persistentes (días), pero resultan menos eficaces que los anteriores; se usan como insecticidas caseros. Los piretroides, sustancias manufacturadas parecidas a las piretrinas que se encuentran en los crisantemos, también son poco tóxicos y poco persistentes; se aplican a las cosechas, jardines, animales domésticos y también directamente a los humanos.

Parémonos en analizar las ventajas e inconvenientes del DDT, uno de los primeros insecticidas sintéticos usado ampliamente en el mundo. A Paul Hermann Müller le concedieron, en 1948, el premio Nobel de Fisiología y Medicina por su descubrimiento porque desde que comenzó a usarse, en el año 1939, salvó la vida de millones de personas; en la India y en el año 1952 había setenta y cinco millones de enfermos de malaria, doce años más tarde, después del uso del insecticida, sólo cien mil. El DDT, además de proteger las cosechas, ha prevenido numerosas enfermedades mortales transmitidas por insectos; como la malaria, la peste o el tifus. Durante un tiempo se ignoraron sus perjuicios, que no se valoraron hasta las últimas décadas del siglo XX. Tarda siglos en degradarse, se almacena en la grasa de los animales y se acumula a lo largo de la cadena trófica (en la que nosotros participamos). Concretando; las aves y peces depredadores -que nosotros comemos- almacenan en su cuerpo concentraciones de DDT que los envenenan y pueden matarlos; además, ha disminuido su eficacia insecticida porque algunos mosquitos han desarrollado resistencia; por si fuera poco, la IARC, agencia de investigación del cáncer dependiente de la ONU, ha clasificado al DDT como probablemente cancerígeno. De beneficioso se convirtió en perjudicial y algunos países prohibieron su uso. 

Gigantescas tormentas solares

     En septiembre de 1859, se produjo una de las tormentas solares más potentes de los últimos siglos. El estallido bombardeó la Tierra con los protones más energéticos de la segunda mitad del milenio, indujo corrientes eléctricas que incendiaron oficinas de telégrafos y ocasionó auroras boreales sobre Cuba y Hawái. ¿Cuándo sucederá de nuevo?

     En 1859, las consecuencias de la erupción solar fueron un día o dos sin mensajes telegráficos y muchos perplejos observadores contemplando el cielo en las regiones tropicales. En el siglo XXI, la situación sería más grave; nuestra sociedad depende de la alta tecnología. El Sistema de Posicionamiento Global (GPS), los satélites de comunicaciones o las redes eléctricas son vulnerables a las tormentas solares: las corrientes eléctricas que fluirían por el suelo producirían apagones en todos los continentes, que podría durar semanas o incluso meses, el tiempo que necesitasen los ingenieros para reparar los transformadores dañados; inútiles los aparatos GPS, los barcos y los aviones no podrían navegar; sin funcionar las redes bancarias y financieras, el comercio mundial se trastornaría. Según un informe de la Academia Nacional de Ciencias de EE.UU., una poderosa tormenta solar, como las que ocurren una vez cada siglo, tendría el mismo impacto económico que veinte huracanes de máxima intensidad (recuerde el lector olvidadizo la catástrofe ocasionada por el Katrina en EE.UU.). Y no podemos olvidar que los astronautas están expuestos rutinariamente a más radiación que los trabajadores en la Tierra; las alertas sobre las condiciones del tiempo en el espacio aumentarían su seguridad.

     Afortunadamente ya es posible rastrear las tormentas solares y emitir alertas para proteger las redes de energía eléctrica y otros dispositivos durante los períodos de actividad solar extrema (desconectando un transformador durante unas horas, por ejemplo). Para hacerlo, los científicos utilizan los datos recogidos por las naves espaciales en órbita alrededor del Sol. Unas horas después de una magna erupción, los ordenadores producen una película tridimensional que muestra hacia dónde se dirige la tormenta, qué planetas serán golpeados y cuándo ocurrirá el impacto.

     El escritor, que no es supersticioso, pero sí es algo malévolo con los crédulos, recuerda que la tormenta solar de 1859 ocurrió en la víspera de un ciclo solar de intensidad inferior a la media; y sabe que, a mediados de 2011, el Sol se encuentra en la víspera de un ciclo solar que probablemente será de intensidad inferior a la media…

El dilema del prisionero

     La ayuda mutua consiste en un intercambio de acciones altruistas en las que el beneficio supera al costo. ¿Por qué se produce ese comportamiento? Después de todo una de las partes ganaría si se quedase con la fracción que le correspondiese aportar. ¿En qué casos debe cooperar un individuo con otros? ¿Cuándo traicionarlos para obtener ventaja? El mundo humano, y también el animal, está lleno de conductas de ayuda recíproca. Resulta paradójica la ubicuidad de la cooperación, porque ¿qué impide a los mutualistas convertirse en parásitos? ¿Por qué contribuir al esfuerzo colectivo en vez de aprovecharse de los demás? El altruismo entre parientes se explica recurriendo a la genética; pero no sucede lo mismo entre individuos no emparentados.

     El experimento titulado el dilema del prisionero resulta fácil de estudiar. Dos participantes tienen que decidir si cooperarán o delatarán: si ambos cooperan reciben tres puntos cada uno, si ambos delatan reciben uno cada uno, pero si uno coopera y el otro delata, el delator recibirá cinco y el cooperante nada. ¿Qué hacer? El análisis lógico del juego nos asegura que la mejor jugada es defraudar siempre, sin tener en cuenta la jugada del adversario; una conclusión que resulta desazonadora porque pone en entredicho toda cooperación.

     Las decisiones del conflicto anterior resaltan la diferencia entre lo mejor desde el punto de vista individual y lo mejor desde el punto de vista colectivo. Cabe imaginar un experimento en el cual jugadores programados con estrategias fijas contiendan muchas veces entre sí. En contraste con el caso único donde gana siempre el defraudador, en la versión repetida ninguna de las estrategias constituye una respuesta óptima frente a todo posible oponente. Robert Axelrod diseñó un torneo entre varias estrategias y comprobó que la victoria final fue para la más sencilla: la estrategia del toma y daca (análoga al bíblico ojo por ojo). Comienza cooperando y después repite la jugada del contrincante. Esta estrategia no irá de primera en ninguna fase del juego, pero muchas veces logra persuadir a sus oponentes de que la cooperación es rentable, y al final resulta ganadora. De este experimento concluimos que la aparición y persistencia del comportamiento cooperativo entre los seres vivos es verosímil, siempre y cuando los participantes se encuentren repetidas veces, se reconozcan y recuerden los resultados de pasadas interacciones.

     Conclusión: a lo largo de la historia de la vida la cooperación resultó tan esencial como la competencia. Congratulémonos.

Vidrios

     Plinio el Viejo cuenta, en el siglo primero, que unos mercaderes fenicios de natrón (carbonato de sodio) se habían detenido a pernoctar en la orilla de un río sirio; como no había piedras donde colocar las ollas en las que cocinaban, decidieron utilizar trozos del mineral transportado; cenaron y durmieron. A la mañana siguiente vieron, asombrados, que las piedras de natrón se habían fundido y habían reaccionado con la arena: sin quererlo habían sintetizado el primer vidrio fabricado por el hombre. Una hermosa historia que nos informa que el vidrio se fabricaba ya en tiempos remotos en los estados del Mediterráneo oriental.

     El lector fumador está familiarizado con las reacciones químicas y la combustión será la que ha empleado más veces; no necesitamos recurrir a tan insanas costumbres para utilizar otro tipo de reacciones: me refiero a la neutralización de las sustancias ácidas con los productos básicos. El sibarita lector degustará los ácidos en los zumos de frutas, -el escritor prefiere los de limón y naranja-, y reconocerá como productos básicos al bicarbonato que neutraliza la acidez del estómago, al jabón, a la pasta de dientes, y también a la ceniza, o incluso a drogas como la cafeína, la cocaína o la nicotina. Pero no me voy a referir a las reacciones químicas entre sustancias ácidas y básicas que se producen a la temperatura del ambiente, sino a las que se efectúan a temperaturas altas; concretamente, a las que producen los vidrios.

     El vidrio común se obtiene por fusión, a unos mil quinientos grados centígrados, de sus componentes; la materia prima principal para su elaboración es la sílice (óxido de silicio), un producto ácido presente en el cuarzo o en la arena, a la cual se agregan diferentes proporciones de productos básicos, concretamente de sosa (carbonato de sodio), obtenida de las cenizas de algas marinas, y de piedra caliza (carbonato de calcio). Ahora bien, no crea el lector ingenuo que todos los vidrios funden a la misma temperatura; dependiendo de cual sea su composición, unos lo harán a poco más de quinientos grados, mientras que otros necesitan más de mil seiscientos.

     Le tengo una simpatía especial al vidrio porque se trata de un material totalmente reciclable; no hay límite en la cantidad de veces que puede ser reprocesado; por si fuera poco, no pierde las propiedades y, además, se ahorra energía, concretamente alrededor del treinta por ciento con respecto a la fabricación del vidrio nuevo.